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简述固态锂电池电解质的有机聚合物体系

2022.8.26

  常规液态锂离子电池中使用的电解质和隔膜主要由有机成分组成,因此同样属于有机物质的有机聚合物是固态电解质基板的自然选择。有机聚合物电解质体系包括聚环氧乙烷(PEO)和结构上具有一定相似性的聚合物(聚氧丙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯)。

  聚环氧乙烷因其与锂负极良好的相容性而成为有机聚合物固体电解质的主流选择。鉴于聚环氧乙烷本身不含锂,需要先掺杂上述锂盐;其锂传导机理是通过醚-氧键/其他电负性较高的原子对锂离子的感应,随后在非晶区富锂链的节段运动,实现锂离子的邻接转移,最终的效果是锂离子从聚合物层的一侧进入,从另一侧出来,实现锂离子的充放电传输。锂盐掺杂聚环氧乙烷的结晶度越高,强度越高,但锂离子电导率越低,因此还研究了无机颗粒掺杂、聚合物接枝、共聚、交联改性等降低适度结晶度的方法。被广泛使用。迄今为止,聚环氧乙烷固体电解质在稍高温度下的锂离子电导率已被实用化,其密度低,界面电阻低,易于薄层化和机械加工。

  然而,聚环氧乙烷固体电解质含锂盐的ped耐高压性能较差,常规电压的三元材料会被氧化,限制了正极材料的选择,极大地限制了最终电池的能量密度。 .此外,聚环氧乙烷的强度相对较低,其抗穿刺短路的能力较其他固体电解质体系弱。

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